Come funziona la Tesla Roadster

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Galleria di immagini: auto elettriche La Tesla Roadster è veloce, stravagante, si muove come un sogno e va come un razzo, ma è praticamente silenziosa. Scopri cos'altro lo distingue dalle auto a benzina. Guarda altre foto di auto elettriche. Immagine © 2006 Tesla Motors, Inc. Tutti i diritti riservati.

Quando sali sul sedile di un'auto ad alte prestazioni che costa a sei cifre, ti aspetti certe cose: accelerazione che ti spinge di nuovo al sedile, equipaggiamento stereo di fascia alta, manovrabilità avvolgente, il rombo gutturale di un motore potente e un grosso budget per il gas ad alto numero di ottano necessario per alimentarlo. Bene, la Tesla Roadster ha coperto quasi tutti questi aspetti. È veloce, elegante, si muove come un sogno e va come un razzo, ma è praticamente silenzioso e non brucerà mai una sola goccia di benzina. La prima auto di produzione di Tesla è anche la prima auto elettrica ad alte prestazioni al mondo.

A differenza di una tradizionale auto a benzina, la Tesla Roadster non contiene centinaia di parti mobili. È alimentato da solo quattro sistemi principali:

  • Il Sistema di accumulo di energia (ESS)
  • Il Modulo elettronica di potenza (PEM)
  • Un motore elettrico
  • UN cambio manuale sequenziale
Il sistema di accumulo di energia si trova nella parte posteriore del veicolo. Imag-e © 2006 Tesla Motors, Inc. Tutti i diritti riservati.

Al posto di un motore a combustione interna, la Tesla Roadster sfoggia un banco di batterie: il Sistema di accumulo di energia (ESS). Nello sviluppo di una fonte di alimentazione adatta a un'auto così ad alte prestazioni, Tesla ha scelto una tecnologia collaudata nel campo dei computer portatili: batterie ricaricabili agli ioni di litio. La Roadster ne contiene 6.831. Pesano circa 1.000 libbre in totale e Tesla afferma che forniscono "da quattro a cinque volte le riserve di densità di energia di altre batterie" [rif]. Le batterie si inseriscono in 11 settori con 621 batterie ciascuno. Un processore per computer separato controlla ogni settore per assicurarsi che tutte le operazioni di caricamento e scaricamento siano gestite senza problemi.

Il Power Electronics Module (PEM) è un inverter di potenza e un sistema di ricarica che converte l'alimentazione CC in alimentazione CA utilizzando 72 transistor bipolari a gate isolato (IGBT). Ciò si traduce in un netto aumento della potenza in uscita rispetto alle auto elettriche di prima generazione. In condizioni di massima accelerazione, le batterie possono erogare 200 kW di energia, sufficienti per accendere 2.000 lampadine a incandescenza.

Oltre a controllare le velocità di carica e scarica, il modulo di elettronica di potenza controlla i livelli di tensione, il numero di giri del motore (giri al minuto), la coppia e il sistema di frenata rigenerativa. Questo sistema di frenata cattura l'energia cinetica solitamente persa durante la frenata e la trasferisce nuovamente nell'ESS. L'efficienza e l'integrazione della batteria, del PEM e dei sistemi motore è compresa tra l'85 e il 95 percento, consentendo al motore di erogare fino a 185 kW di potenza. Le alette di dissipazione del calore in alluminio e una porta di ventilazione montata sul retro impediscono il surriscaldamento dei transistor di potenza.

Porta di ricarica della Roadster Immagine © 2006 Tesla Motors, Inc. Tutti i diritti riservati.

Puoi ricaricare la Roadster in due modi diversi. Un elettricista può installare una stazione di ricarica nel tuo garage. Questa presa da 220 volt e 70 amp consente una ricarica completa in 3,5 ore da una batteria completamente scarica. Tesla paragona la ricarica della tua auto alla ricarica del tuo cellulare; puoi collegarlo di notte e avere un'auto completamente carica al mattino. C'è anche un kit mobile che consente la ricarica da qualsiasi presa elettrica, indipendentemente da dove ti trovi. Il tempo necessario per la ricarica utilizzando il kit mobile dipende dalla configurazione della presa che stai utilizzando (110 volt o 220 volt).

Sebbene i proprietari di auto guidino da decenni con serbatoi pieni di benzina volatile e infiammabile nelle loro auto, avere 1.000 libbre di batterie dietro la testa fa riflettere alcune persone. I recenti richiami di batterie agli ioni di litio utilizzate nei computer portatili hanno aumentato questi timori. Tesla ha fatto di tutto per garantire la sicurezza del sistema energetico della Roadster. In primo luogo, il sistema di batterie è stato ampiamente "testato in caso di catastrofe", il che ha comportato il riscaldamento delle singole celle fino a quando non sono esplose in fiamme. Ogni cellula è sufficientemente isolata dalle cellule adiacenti per prevenire eventuali danni. Se una cella si surriscalda, non inizierà un'esplosione di reazione a catena.

Una serie di sensori rileva accelerazione, decelerazione, inclinazione, temperatura e fumo. Se si percepisce un evento anormale, come un incidente, si spegne immediatamente e scollega il sistema di alimentazione. Simili protezioni anti-guasto e sensori fanno parte del sistema di ricarica [rif].

Il motore Roadster. Immagine © 2006 Tesla Motors, Inc. Tutti i diritti riservati. La Roadster ha solo tre marce. Immagine © 2006 Tesla Motors, Inc. Tutti i diritti riservati. Il pozzetto Roaster. Immagine © 2006 Tesla Motors, Inc. Tutti i diritti riservati.

Il cuore della Tesla Roadster è il suo motore elettrico a induzione trifase a 4 poli, che pesa solo 70 libbre. Le affermazioni di Tesla e i test indipendenti mostrano che la Roadster può raggiungere i 60 mph in circa quattro secondi e la sua velocità raggiungerà il massimo da qualche parte intorno a 130 mph. Ma le prestazioni della Roadster non riguardano solo la velocità e l'accelerazione. Le proprietà uniche di un motore elettrico gli conferiscono un enorme vantaggio rispetto a un motore a combustione in termini di coppia, forza che tende a ruotare o girare le cose, e fascia di potenza, l'intervallo di velocità di funzionamento al di sotto della quale il motore funziona in modo efficiente. Il Roadster può generare grandi quantità di coppia anche a regimi molto bassi e il motore può sempre erogare una potenza maggiore. Può raggiungere oltre 13.000 giri / min, qualcosa che pochissimi motori a combustione di grandi dimensioni possono fare. Il sito Web di Tesla include quanto segue: "Un trucco preferito qui in Tesla Motors è quello di invitare un passeggero e chiedergli di accendere la radio. Nel momento preciso in cui lo chiediamo, acceleriamo. Il nostro passeggero semplicemente non riesce a stare abbastanza avanti per raggiungere i quadranti "[ref].

Questo tipo di risposta del motore elimina la necessità di una trasmissione complicata, quindi la Roadster ha solo tre marce: due marce avanti e una retromarcia. Il cambio è manuale, ma non c'è frizione. Ciò significa anche che non ci sono stalli o "strappi" quando si cambia marcia.

La Tesla Roadster può andare molto più veloce delle precedenti auto elettriche, ma forse ancora più importante, può andare molto più lontano. L'autonomia stimata della Roadster è di 250 miglia con una singola carica, almeno 100 miglia in più rispetto all'EV1 di General Motors, che potrebbe percorrere quasi 150 miglia in condizioni ottimali.

La maggior parte del clamore che circonda la Roadster riguarda il suo status di veicolo elettrico. Ma mentre le auto elettriche precedenti tendevano ad essere anguste e prive di funzionalità, la Tesla Roadster sembra e si sente come un'auto sportiva. Oltre alle basi come i sedili riscaldati, uno stereo con lettore CD, freni ABS e doppi airbag, la Roadster ha alcune caratteristiche uniche:

  • Un PIN univoco per avviare l'auto e impedire il cablaggio a caldo
  • Un ricetrasmettitore Homelink che puoi programmare per controllare dispositivi controllati a radiofrequenza come il cancello della tua comunità e la porta del garage
  • Un connettore dock per il tuo iPod
  • Maniglie delle porte a comando elettrico (non c'è serratura meccanica, il che rende più difficile entrare nell'auto)

Poiché è una decappottabile, la Roadster viene fornita di serie con una capote. Le opzioni includono un tettuccio rigido e caratteristiche come interni completamente in pelle e un sistema di navigazione satellitare.

Specifiche tecniche
  • Accelerazione: da zero a 60 in circa 4 secondi
  • Dimensioni: 155,4 pollici di lunghezza, 73,7 pollici di larghezza, 44,4 pollici di altezza con un passo di 92,6 pollici
  • Peso: 2.500 libbre (soggetto a modifiche a causa delle norme di sicurezza)
  • Velocità massima: oltre 130 mph
  • Gamma: 250 miglia di autostrada EPA
  • Durata della batteria: durata utile della batteria superiore a 100.000 miglia
Immagine per gentile concessione di Sony Classics The GM EV1

La Tesla Roadster e la società Tesla hanno una storia insolita. L'azienda non ha quasi alcun legame con la tradizionale industria automobilistica americana e il suo fondatore non aveva esperienza nel settore automobilistico quando decise di creare la prima auto elettrica ad alte prestazioni al mondo. Martin Eberhard e il suo socio in affari Marc Tarpenning hanno fondato un'azienda basata su un lettore di eBook portatile. Frustrato dall'incapacità dell'industria automobilistica tradizionale di creare un'auto elettrica efficace che avesse un fascino di massa (spesso si riferisce alle prime auto elettriche come "auto di punizione"), Eberhard decise di crearne una lui stesso.

Il telaio della Tesla Roadster è una versione pesantemente modificata del telaio della Lotus Elise. Immagine per gentile concessione di Group Lotus PLC Immagine © 2006 Tesla Motors, Inc. Tutti i diritti riservati. Il telaio della Tesla Roadster è una versione pesantemente modificata del telaio della Lotus Elise. Immagine per gentile concessione di Group Lotus PLC Immagine © 2006 Tesla Motors, Inc. Tutti i diritti riservati.

Invece di creare da zero un'intera macchina e tutti i suoi sistemi, Eberhard ha sfruttato l'outsourcing, che ha reso i vari elementi di facile acquisizione. Dopo aver raccolto $ 60 milioni in fondi di investimento, (inclusi oltre $ 30 milioni da Elon Musk, co-fondatore di PayPal), la nuova società ha scelto un design della Lotus, con sede in Inghilterra.

La partnership Tesla-Lotus funziona bene per diversi motivi. Lo stabilimento Lotus di Hethel, in Inghilterra, è adatto alla produzione di auto in piccole serie. Ciò consente a Tesla di produrre fondamentalmente auto su ordinazione, piuttosto che costruirne migliaia e spendere soldi per immagazzinare le scorte in eccesso. Inoltre, la Tesla Roadster è basata sulla Lotus Elise: sembrano superficialmente simili e hanno lo stesso telaio di base (sebbene il telaio della Roadster sia pesantemente modificato) e altre parti. Ciò ha aggiunto al risparmio. Mentre la maggior parte delle parti e dei sistemi della Roadster, come lo stereo, i freni e i caricabatterie sono già pronti, l'assemblaggio finale avviene presso le strutture Lotus.

Tesla afferma che la Roadster offre il doppio dell'efficienza delle popolari auto ibride, generando un terzo dell'anidride carbonica. Immagine © 2006 Tesla Motors, Inc. Tutti i diritti riservati.

Le auto elettriche sono finalmente la prossima grande novità?

Il business plan di Tesla riconosce che la tecnologia innovativa è spesso molto costosa e che i più ricchi di solito sono le prime ad adottarla. Una volta che i prezzi scendono, la tecnologia può scendere nel mercato. Ecco perché la prima auto di Tesla è un'auto sportiva di fascia alta prodotta solo in numero limitato. Tuttavia, Tesla ha messo gli occhi su una versione del 2008 di una berlina elettrica a quattro porte (nome in codice White Star). La Roadster sembra essere un successo con i suoi numeri di produzione limitati: le prime 100 Roadster "Signature Series" in edizione limitata sono state esaurite e la prossima serie di 100 è pronta per i preordini. Un Roadster a pieno carico costerà $ 100.000, con un acconto di $ 75.000 richiesto per prenotarne uno.

Le auto elettriche saranno probabilmente sempre più costose delle auto che utilizzano motori a combustione. Il risparmio arriva quando si considerano i costi del carburante e l'impatto ambientale. Un'auto elettrica ha zero emissioni e non aumenta l'inquinamento. Guidare un'auto elettrica per un miglio costa una frazione di quanto costa guidare un'auto a gas per un miglio. I critici sottolineano giustamente che l'energia per alimentare un'auto elettrica proviene ancora da qualche parte, in questo caso una centrale elettrica che fornisce energia alla rete elettrica. Spostare la fonte di energia dal petrolio al carbone non lo rende necessariamente più pulito.

Tesla e altri sostenitori delle auto elettriche rispondono che le auto elettriche sono più efficienti per diversi motivi. In primo luogo, la generazione di energia in una centrale elettrica, anche una centrale a carbone, è più efficiente e crea meno inquinamento rispetto a milioni di piccoli motori a combustione che creano l'energia. Inoltre, parte della nostra elettricità proviene da centrali elettriche più pulite come centrali idroelettriche, parchi eolici e celle solari.

In un'intervista con Wired.com, Eberhard ha affermato che l'energia in un gallone di benzina potrebbe guidare un'auto elettrica per 110 miglia. Confrontando i prezzi medi del gas e quelli dell'elettricità, la Roadster potrebbe percorrere 150 miglia al prezzo di un gallone di gas. Tesla riporta il doppio dell'efficienza anche delle auto ibride più ecologiche.

Per molte altre informazioni su Tesla Roadster, Tesla Motors, auto elettriche e argomenti correlati, controlla i link nella pagina successiva.

Nikola Tesla e EV1, dove sei?

Eberhard ha chiamato la sua nuova azienda dopo lo scienziato, inventore e ingegnere Nikola Tesla. Tesla ha sviluppato motori elettrici trifase come quello utilizzato nella Tesla Roadster.

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Altri ottimi link

  • Tesla Motors
  • Notizie via cavo: l'auto alimentata a batteria ti fumerà
  • UNSW School of Physics: Induction Motors
  • EV World
  • "Chi ha distrutto l'auto elettrica?" sito di film
  • Planet Green
  • TreeHugger.com

fonti

  • Davis, Joshua. "L'auto a batteria ti fumerà." Wired News, 19 luglio 2006. http://www.wired.com/news/wiredmag/0,71414-2.html?tw=wn_story_page_next2
  • "Electric Ride". http://blog.wired.com/teslacar/FF_162_tesla3_f.jpg
  • Tesla Motors http://www.teslamotors.com/engineering/how_it_works.php?js_enabled=1
  • Wald, Matthew L. "Da zero a 60 in 4 secondi, totalmente dalle batterie in moto". New York Times, 19 luglio 2006. http://www.nytimes.com/2006/07/19/business/19electric.html?ex=1158206400&en=dd66218d2c708a9d&ei=5070
  • "Album fotografico Tesla Roadster". http://blog.wired.com/teslacar/index.album?i=19



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